論文の概要: Quantum interfaces with multilayered superwavelength atomic arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.06839v1
- Date: Fri, 9 Feb 2024 23:57:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-13 19:10:01.740711
- Title: Quantum interfaces with multilayered superwavelength atomic arrays
- Title（参考訳）: 多層超波長原子配列を用いた量子インターフェース
- Authors: Roni Ben-Maimon, Yakov Solomons, Nir Davidson, Ofer Firstenberg, and
Ephraim Shahmoon
- Abstract要約: 二次元原子配列の複数の層から構成される量子光・物質界面を考える。
層間破壊干渉により, 層が付加されることで, これらの損失を抑えることができることを示す。
最適化された効率性は、小さな回折次角と小さな層間分離を好む。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We consider quantum light-matter interfaces comprised of multiple layers of
two-dimensional atomic arrays, whose lattice spacings exceed the wavelength of
light. While the coupling of light to a single layer of such a
``superwavelength" lattice is considerably reduced due to scattering losses to
high diffraction orders, we show that the addition of layers can suppress these
losses through destructive interference between the layers. Mapping the problem
to a 1D model of a quantum interface wherein the coupling efficiency is
characterized by a reflectivity, we analyze the latter by developing a
geometrical optics formulation, accounting for realistic finite-size arrays. We
find that optimized efficiency favors small diffraction-order angles and small
interlayer separations, and that the coupling inefficiency of two layers
universally scales as $N^{-1}$ with the atom number per layer $N$. We validate
our predictions using direct numerical calculations of the scattering
reflectivity and the performance of a quantum memory protocol, demonstrating
high atom-photon coupling efficiency. We discuss the utility of our technique
for applications in tweezer atomic arrays platforms.
- Abstract（参考訳）: 格子間隔が光の波長を超える2次元原子配列の複数の層から構成される量子光物質界面を考える。
このような「超波長格子」の単一層への光の結合は、高回折次数での散乱損失により著しく減少するが、層間破壊干渉により、層の追加によってこれらの損失を抑えることができることを示す。
結合効率が反射率によって特徴づけられる量子インタフェースの1次元モデルに問題をマッピングし、現実的な有限サイズの配列を考慮に入れた幾何光学式を開発することにより後者を解析する。
最適化された効率は、小さな回折次角と小さな層間分離を好んでおり、2層間のカップリング非効率は、N^{-1}$と層毎の原子数$N$に普遍的にスケールする。
我々は,散乱反射率の直接数値計算と量子メモリプロトコルの性能を用いて,原子-光子結合効率の高い予測を検証した。
ツイーザー原子配列プラットフォームにおける応用技術の有用性について論じる。
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